并联运动精确定位系统

使用六足位移台和SpaceFAB运动的六个轴

  • 六足位移台适用于在所有六个自由度(即三条线性轴和三条旋转轴)实现负载的移动和精准定位、及校准和定位。六足位移台具有并联结构,即六个驱动器共同作用于单一移动平台。
  • 单个驱动器的长度可变,允许系统在全部六个自由度内移动。这种特别的六足位移台设计优化了整体系统刚度,并允许最大的中央通光孔径。
  • 基于其设计,六足位移台可在任何空间方向负载几公斤至几百公斤,甚至数吨的重量,即独立的安装方向和高精度。

工作原理

电机和驱动

PI六足位移台基于>>压电>>机电驱动器,比出自飞行或驾驶仿真器中的液压六足位移台要精确得多。精密丝杠驱动器或磁性或基于压电的线性电机被运用其中。大部分系统都可自锁。直接驱动六足位移台可确保更高速度;无刷电机(BLDC)特别适用于工业用途。 应用决定驱动器技术:带压电>>PiezoWalk®步进驱动器的六足位移台适用于高真空应用,也能在超强磁场中进行操作。

对于特别高精度、低线性的位移和角度, >>可使用柔性铰链接头 。它们应用起来无摩擦、自由度高且无需润滑油。

接头

用于精密定位的六足位移台通常配备带两条正交轴的万向接头,这是自由度和结构刚性的最佳组合。球窝接头可通过相对比较简单的设计提供更多的自由度。然而,在承受外部载荷和转矩时,整体刚性和精度可能受到损害。此时建议采取补偿预加载,但这需要输出力大的驱动器,如>>NEXLINE®压电电机驱动器。

工作区

六足位移台从任何给定位置可移动和旋转的全部空间被称为工作区;它根据使用坐标系的原点给出。工作区可通过外部因素限制,例如障碍或尺寸,以及负载的位置。

PI提供模拟工作区且可以检查与环境中的对象最终碰撞的>>软件工具

先进的运动控制

单个六足位移台的驱动不一定指向运动方向,这就是强大的控制器能够实时处理所需坐标变换的原因。

PI使用先进的数字控制器和用户友好的软件。所有运动指令都指定在直角坐标系中,且所有至单独驱动器的转换都发生在控制器内部。

六足位移台的一个重要属性是可自由定义支点。可以在空间内任意点旋转开辟了新的应用可能性,且六足位移平台能够被集成在整个过程中。

SpaceFAB

SpaceFAB是具有固定支撑腿长度的替代并联搭建。六个自由度通过移动两个或更多轴内的被动支撑腿实现。在 SpaceFAB中,线性阶段的XY轴移动单个支撑腿。

六足位移台SpaceFAB
Design作用于移动平台的具有可变长度的6个支撑腿或移动街头平行作用于移动平台的3个XY平面
Geometry紧凑的表面较低的高度
平面上的线性运动范围Limited通过选择XY平面变得灵活
线性垂直运动范围受限
旋转运动范围允许围绕X和Y轴的大范围倾斜受限
刚度高垂直刚度X轴和Y轴上的高刚度

特点

在串行堆叠系统中,最低轴不仅移动大部分的有效负载,同时也移动所有其他下方驱动器。

并联运动串行堆叠设计
尺寸紧凑搭建较高的搭建,需要稳定的基础
移动质量平台加负载每个平台负载顶部的加上负载部分,需要进行相应的设计。
动力学/刚度由于较低移动质量,对所有移动轴来说都较高动态轴应尽可能远离顶部
精度所有移动轴相同从"底部"到"顶部"的误差,由于搭建较高,高度平行误差较大
电缆管理没有移动的电缆,不影响精度需求
指令PI运动控制器可用于保存直角坐标系的指令;它们将这些指令转换为单个支撑腿的运动直角坐标系,分别为每一个轴
枢轴点空间中的任何一点都可以通过PI软件选择通过选择几何平面确定
工作区通常受限通过选择几何平面确定

六足位移台应用于自动化:易于集成的控制和接口

带加加速度限制的精密路径控制

六足位移台控制器使得基于复杂轨迹和规定速度及加速度的运动成为可能。诸如此类的例子:>>机械工程中的六足位移台 可以移动一个加加速度控制的工件或工具,且在加工过程中具有很高的精度,不会造成机械系统的振动。

用户自定义坐标系统

为了使运动轨迹完全满足应用需求,可以定义不同的坐标系,例如用来指示工件或工具的位置。这为工业自动化以及光线对准中的应用提供了有利条件。

接口

EtherCAT接口:标准化>>现场总线接口保证了与母PLC或CNC控制的简便连接,使六足位移台能与同一自动化生产线中的其他部件同步工作。

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